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钢板的透射损失的理论计算与实测值
浏览: 次    时间:2019-01-25

          钢板的透射损失的理论计算与实测值

                          

抚顺博宇噪声公司  播雨 博播

1,前言

噪声治理工程中常常接触一些声学现象:声波在空气中传播只有自然衰减,既空气吸收衰减,扩散衰减,而当声波在多种介质中传播时,就会发生反射,透射或折射,绕射等现象。如果在声波传输的空间既声场中,设立一个测试点或计算点,就会得到反射、透射和折射,绕射衰减,统称传输衰减。

噪声治理,噪声控制工程中经常遇到的情形,为声波通过三种介质(二个界面)的传输,从而发生透射衰减,也称传声损失或透射损失。

2,声波钢板传输的理论模型

声波通过单层钢板的传输可简化为声波通过三种介质(二个界面)传输的模型,这里假定声波是通过均匀且各向同性的介质。我们推导声波投射系数。

Ai为入射声波,Ar为反射声波,在介质2中 有投射声波Bt和反射声波Br,在介质3中有投射声波At。略去繁琐的推导过程,最后得到的结果投声系数αt为

αt=4R3R1/[(R3+R1)2cos2K2L+(R2+R3R1/R2)2sin2K2L]      (1)

当介质3与介质1相同时,(1)式简化为

αt=4/[4cos2K2L+(R2/R1+R1/R2)2sin2K2L]              (2)

当介质2为密度很大的时候,如钢板等,(2)式可以进一步简化。

αt=4/[4cos2K2L+(R2/R1)2sin2K2L]                  (3)

当介质(1)(3)是空气而OL又较小时,如薄板,(4)式可简化成。

αt=4R21/R22K22L2                                            4)

式中,R1R1分别为介质声阻抗。如分别为空气和钢板,则空气的特性阻抗R1=415瑞利,钢的特性阻抗R1=39×106瑞利。K2为波数,K2=ω/c

3透射损失计算

3.1 计算钢板隔声量(传声损失)

   

  根据(4)式,计算传声损失系数,设钢板厚度为1mm,声波频率为1000Hz,K2=1.25,K2L=0.00125,代人(4)式,得 αt =0.00029,因此对于1000Hz的声波,传声损失TL=10Log(1/αt)=35.4dB,以此类推对于500Hz的声波,传声损失TL=29.4dB,250Hz的声波,传声损失TL=23.4dB。对于1mm,1.5mm钢板的透射损失计算结果频谱。

由频频可以看出,声波透过钢板的透射损失随着频率提高而增加。增加的梯度大约为每增大一个倍频程,提高6dB。增加钢板的厚度,透射损失增加。

4钢板传声损失计算与实测值比较

根据(1)式,计算传声损失系数,设钢板厚度为1mm,声波频率为1000Hz,K2=1.25,K2L=0.00125,代人(1)式,得 αt =0.00029,因此对于1000Hz的声波,传声损失TL=10Log(1/αt)=35.4dB,以此类推计算出1mm钢板的传声损失。

钢板传声损失的实测值,根据《常用墙板隔声量图表》,建筑声学设计手册,1987年版。查查得到,如图1所示。

如图1 可以看到,实测值与计算值在低频时有交叉,高频时有一点误差,频率越大误差越大。误差平均在5-7dB,8000Hz最大达到10dB。

通过计算我们发现,理论计算的隔声量均高于实测值。因此实际工程中一是采取实测,二是采用经验公式(经过修正的公式)计算。 

5结束语

在噪声治理与噪声控制的实际工程中,必要的声学计算还是要做的,理论指导实践嘛。声波在多种介质中传播时,通过多次反射,透射或折射,绕射等过程,衰减了噪声能量,从而达到降低噪声目的。声波通过三种介质二个界面的传输情形,是噪声治理,噪声控制工程中经常遇到的情况,所发生的透射衰减,也称传声损失或透射损失,它是噪声治理工程中必须了解的重要数据之一。 

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